浮力：浮いている物体の質量で沈み方は変わるか？

1 · 予測

コルクが水に浮いている。同じ大きさでより重いコルクを使うと、コルクを支える浮力はどう変化するか？

• 重い方の重力に釣り合うよう、浮力は大きくなる。
• 質量にかかわらず、浮力は同じである。
• コルクがより深く沈むため、浮力は小さくなる。

2 · 準備

1. fluid-float プリセットを開き、「リセット」を押す。コルクは水面に浮いている。
2. コルクの浮力プローブを有効にする。
3. 各試行のコルクの質量を設定し、平衡に落ち着かせてから、水中に沈んだ割合と浮力表示を記録する。

3 · データ収集

3回の試行について、浮力 F_b（縦軸）を質量 m（横軸）に対してプロットする。線はどのような形か？

4 · 分析

1. 各試行について、g = 9.8 m/s² を用いて m·g を計算し、浮力表示と比較する。
2. 物体のどれだけが水中に沈んでいるかにかかわらず、浮いている物体の浮力が常に重さに等しい理由を説明する。

5 · 発展

1. コルクに質量を加え続けると、どの時点で浮くのをやめて沈み始めるか？その時点で浮力について何が成り立つ必要があるか？
2. 鋼鉄のブロックは沈むが、鋼鉄の船は浮く。アルキメデスの原理を使って、これを可能にするのは材料ではなく形である理由を説明する。

この実験の物理

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